基于红外热像数据运用因子分析法的中医脏象学说研究

2017-05-11王翠薇厚磊袁云娥

中国医药导报 2017年7期

王翠薇+厚磊+袁云娥

[摘要] 目的利用人體脏腑的红外热像定位定量测量数据探索中医脏象学说脏与脏、腑与腑、脏与腑之间的关联关系。方法 2009年3～11月应用红外热像技术对北京地区社区、部队和企事业单位450例健康志愿者（男女不限）的肺、心、肝、脾、肾五脏和胃、小肠、膀胱、大肠四腑的体表投影区的相对温度进行自动定位定量测量，运用因子分析法提取脏-脏公因子、腑-腑公因子和脏-腑公因子，并结合中医脏象学说加以解释。结果在脏-脏相关数据集中提取心肺公因子、肝脾公因子和肾因子，经性别、年龄分组后仍可提取以上因子，且累计贡献率均在84.0%以上；同理，在腑-腑相关数据集中提取膀胱大肠公因子和胃小肠公因子，各组累计贡献率在85.0%以上，在脏-腑相关数据集中提取心肺大肠膀胱公因子、肝脾胃公因子、肾小肠公因子，各组累计贡献率亦在75.0%以上。结论基于红外热像脏腑定位定量测量的脏-脏、腑-腑和脏-腑间存在较好的关联关系，且可应用中医脏象学说给予合理解释，这为深化中医脏象学说的研究和探寻中医脏象学说的客观依据提供了新的研究思路。

[关键词] 中医脏象学说；脏腑；红外热像；因子分析法

[中图分类号] R221 [文献标识码] A [文章编号] 1673-7210（2017）03（a）-0065-04

Study on TCM theory of visceral manifestations by factor analytical method based on the data of infrared thermography

WANG Cuiwei1 HOU Lei2 YUAN Yun'e3

1.Beijing Institute of Modern Digital Infrared Imaging Technology， Beijing 102425， China； 2.National Center for Chronic and Noncommunicable Disease Control and Prevention， Chinese Center for Disease Control and Prevention， Beijing 100050， China； 3.Institute of Infection and Disease Control， Chinese PLA General Hospital， Beijing 100031， China

[Abstract] Objective To explore the relationship of zang-organs and zang-organs， fu-organs and fu-organs， zang-organs and fu-organs by the measured positioning and quantitative data of infrared thermography of human viscera. Methods The relative temperatures of projection zones of body surface of lung， heart， liver， spleen， kidney five zang-organs and stomach， small intestine， bladder， large intestine four fu-organs in 450 cases of healthy volunteers （male or female） of community， troops， enterprise and public institution in Beijing area were taken automatic positioning and quantitative measurement by infrared thermography technology from March to November 2011. The zang-zang common factors， fu-fu common factors and zang-fu common factors were extracted by factor analytical method， and they were explained by combining with TCM theory of visceral manifestations. Results The heart-lung common factors， liver-spleen common factors and kidney factors were extracted in the related data set of zang-zang， the factors above could be still extracted after grouping by gender and age， and the accumulative contribution rates were all more than 84.0%； in the same way， the bladder-large intestine common factors and stomach-small intestine common factors could be extracted in the related data set of fu-fu， the accumulative contribution rate of each group was more than 85.0%； the heart-lung-large intestine-bladder common factors， liver-spleen-stomach common factors， kidney-small intestine common factors could be extracted in the related data set of zang-fu， the accumulative contribution rate of each group was also more than 75.0%. Conclusion The relationship of zang-organs and zang-organs， fu-organs and fu-organs， zang-organs and fu-organs based on the positioning and quantitative measurement by infrared thermography has good relevance， and the TCM theory of visceral manifestations can give a reasonable explanation， which provides a new research idea for deepening the research of TCM theory of visceral manifestations and exploring the objective basis of TCM theory of visceral manifestations.

[Key words] TCM theory of visceral manifestations； Viscera； Infrared thermography； Factor analytical method

藏象一词最早见于《素问·六节藏象论》，近年来又被众多学者称之为“脏象”，《中医基础理论》解释为藏于体内的内脏及表现于外的生理功能和病理现象。追溯脏象概念的生成之源，可发现古代的解剖知识为脏象学说的形成奠定了形态学基础，古人通过观察机体表现的生理病理征象，分析推测内脏的活动规律和功能，进而形成研究人体各个脏腑的生理功能、病理变化及其相互关系的学说[1]。但是，因为后世流派问题，中医脏象学说的诸多理论因缺乏统一、客观的标准存在颇多争议，中医脏腑定位共识度的缺位亦必影响中医未来的发展。既往的中医脏象学说研究，多源于文献古籍中的理论整理，缺乏现代化的科学工具的证明。据文献回顾，前人曾利用红外热像技术在肺与大肠相表里理论、艾滋病患者人群红外影像特点、中医经络红外辐射的特性、中医体质、红外对膝关节炎疗效评价及中药复方的靶向研究等方面开展应用研究[2-8]，本文拟应用该技术对中医基础理论中的中医脏象学说进行理论探讨。

1 对象与方法

1.1 研究对象

2009年3～11月募集北京地区社区、部队和企事业单位的健康志愿者作为研究对象，男女不限，其他入选条件包括：自述身体健康、无器质性疾病及传染病史或1年内体检提示身体健康且1周内无发热等症状。所有研究对象均在填写《知情同意书》后采集远红外图像。研究共纳入资料完整、可供分析者共450例，男357例，女93例；年龄17～59岁，其中，17～<25岁280例，25～<35岁106例，35～59岁64例。

1.2 红外图像采集

红外热像采集与分析采用北京东信康达数字科技有限公司研发的ATA红外热像自动检测系统（2.0版）。检查方法：在检查室环境温度控制在20～24℃的条件下，采集研究对象正面图和背面图，图像要求居于显示屏中部，头顶距显示屏上缘1 cm左右，显示屏下缘与受试者大腿内侧跟部形成正三角形。采用正面图，通过DTA系统自动定位并测量受检者正面人体自身平均温度以及肺、心、肝、胃、脾、小肠、膀胱、大肠等体表投影区的温度；采用背面图，通过ATA系统自动定位并测量受检者背面人体自身平均温度以及肾体表投影区的温度，对称器官以平均值为准。以体表投影区的测量温度与人体自身平均温度的差值作为相应体表投影区相对温度（△T）[9]。女性应避免在月经来潮前后3 d内采集红外图像。

1.3 统计学方法

所有数据录入Excel表后，转入SPSS 13.0统计软件包进行统计学处理。考虑到各投影区之间△T高度相关，故采用探索性因子分析研究各体表投影区△T间的结构特征。在进行因子分析前，先通过相关分析、KMO统计量和Barlett球形檢验判断是否可以进行因子分析，在因子分析中，斜交旋转后因子载荷均较大的变量考虑为公因子提取的依据，以累计贡献率作为公因子提取是否充分的评价指标[10]。

2 结果

将肺、心、肝、脾、肾等五脏体表投影区△T进行相关分析，两两间相关系数均在0.3以上，对其相关系数矩阵统计学检验显示，无论是否按照性别和年龄分层，KMO统计量均在0.55以上，Bartlett检验P < 0.001，故可以采用因子分析，斜交旋转后，各变量较大的因子载荷列于表1，据此可提取2个公因子（心肺公因子和肝脾公因子）及1个特异因子（肾因子），相应特征根为0.6，其对总变异的解释程度为90.9%，经年龄、性别分层后的因子提取结果保持不变，且对总变异的解释程度均不低于84.0%。同理，对胃、小肠、膀胱和大肠等四腑体表投影区△T进行因子分析，无论是否按照性别和年龄分层，KMO统计量均在0.44以上，Bartlett检验P < 0.001，斜交旋转后，四腑体表投影区△T提取膀胱大肠公因子和胃小肠公因子，各年龄、性别分层中所提取的对总变异的解释程度均在85.0%以上（表2）；如果将上述五脏和四腑合并后进行脏腑体表投影区△T的因子分析，则可提取心肺大肠膀胱公因子、肝脾胃公因子、肾小肠公因子等3个公因子，其中，心肺大肠膀胱公因子和肝脾胃公因子无论是否按照性别和年龄分层，公因子各成分仍保持较大的因子载荷，肾小肠公因子在性别和年龄分层后，部分层内的公因子成分因子载荷有所降低，但改变旋转方式后，肾和小肠的因子载荷仍可提升至0.6以上。以上因子分析KMO统计量均在0.60以上，Bartlett检验P < 0.001，提取3个公因子后对总变异的解释程度均在75.0%以上（表3）。

3 讨论

3.1 红外热像技术与中医脏象学说的结合点是二者具有共同的解剖学物质基础

“脏象”概念的产生来源于形态学观察，从《内经》《难经》所载的人体解剖学内容来看，我国古代医家在人体解剖方面做了大量研究工作。《灵枢·经水篇》曰：“夫八尺之士，皮肉在此……其脏之坚脆，腑之大小……皆有大数。”继《内经》之后，《难经》《针灸甲乙经》《千金方》等均有关于脏腑解剖的描述。这些认识来自人体尸体解剖实践，脏象学说中的心、肺、脾、肝、胆、胃、小肠、大肠、膀胱等脏腑器官在形态学描述上与现代人体解剖学基本一致。换言之，中医的脏腑具有解剖学内涵，在形态学上基本认识与现代人体解剖学一致，同名的实质性器官基本对应，这些组织器官便是人体生理活动和病理变化的主要基础[11]。古代人体解剖知识对脏象学说的形成起了奠基作用。

气化是人体生命活动中新陈代谢的过程，气化规律是脏象体系构建的内在（能量变化）基础，人体和自然的认识行为如“司外揣内”“返观内视”等方法皆是建立于气化观的基础之上[12]。气化过程伴随着人体能量的变化，红外热像技术探测的是人体的红外热辐射能，能够连续、动态、全面、重复地记录人体脏腑的能量分布状态，可从时间上（连续性、可重复性）、空间上（全面性、整体性）观察人体能量变化规律[13]，红外热像技术与脏象学说二者之共性首先是基于共同的解剖学基础，人体脏腑功能改变必然伴随能量变化，红外热像技术可客观捕捉记录这个“黑箱”过程，近年来该技术在中医理论研究中逐渐被认可和重视。

3.2 红外热像为基于脏象学说体系的脏腑关联提供了有力支持

中医学是以整体辨证观和动态平衡观为理论核心。脏腑生理功能的完成有赖于其他脏腑的协同与配合，脏腑之间的关联关系是中医脏象学说中的重要组成部分[14]。本研究利用红外热像技术所呈现的脏腑投影区的温度值运用医学统计因子分析法，结果显示在脏-脏关系中，心与肺、肝与脾呈现密切关联，在腑-腑关系之中，膀胱与大肠、胃与小肠呈现密切关联；在脏腑之间的关系中，心肺与膀胱大肠、肝与脾胃、肾与小肠存在较为密切的关联关系。该结果为中医脏象学说理论体系提供了客观数据支持，笔者将上述关联关系在中医脏象学说理论体系中有关研究总结如下：

3.2.1 脏与脏的关联 20世纪60年代，邓铁涛教授提出了五脏相关理论，其中心肺相关、肝脾相關是五脏相关理论的重要组成部分[15]。心肺同居上焦，解剖位置相邻且经络相连。二者共同参与人体血液的生成运行与呼吸吐纳之间的协同调节。血液的正常运行必须依赖心气推动和肺气的辅助。肺朝百脉，助心行血，是血液正常运行的必要条件。心主一身之血，肺主一身之气，二者互相协调，才能保证全身气血的正常运行，维持机体各脏腑组织的新陈代谢。肝和脾共同在人体的消化吸收、气血运行及水液代谢过程中发挥重要作用，二者生理功能及病理变化极易互相影响，张仲景就此提出了“见肝之病，知肝传脾，当先实脾”的著名论断。

3.2.2 腑与腑的关联腑以通为用，是为传化之腑，这种传化关系是四腑受纳（水谷）、转输（精气于五脏）、排泄（糟粕排出体外）功能的生理基础[16]，故解剖位置相邻的腑之间功能易于互相影响。胃居小肠之上，禀受由食道传来的饮食物，通过胃的腐熟功能，将饮食物转化为食糜，再通过胃的降浊功能，将食糜传向小肠，通过小肠化物，将食糜转化为精微物质。胃与小肠共同参与了受纳、腐熟、化物的重要生理过程，所以其二者之间的协调关系尤为重要。食物经过小肠秘别清浊后，水液归膀胱，食物残渣走大肠，一源而二岐[17]。膀胱与大肠共同参与了糟粕排出体外的排泄过程，且二者同属下焦解剖位置相邻，功能互相影响，临床常用“实小便而利大便”的治则来治疗腹泻。

3.2.3 脏与腑的关联心肺属脏且同属上焦，膀胱大肠属腑且同属下焦。肺与大肠经络相表里，肺气清肃下降，气机调畅，并布散津液，能促进大肠的传导，有利于糟粕的排出。大肠传导正常，糟粕下行，亦有利于肺气的肃降。二者配合协调，从而使肺主呼吸及大肠传导功能均正常。前人曾应用红外热像技术从“肠病及肺”的角度观察探讨肺与大肠之间的关联关系，发现溃疡性结肠炎的患者红外热像温度以肺为最高，其次为结肠，且与正常组排列特点一致[2，18]。肺为水上之源，膀胱为水下之流，肺有通调水道，下输膀胱的功能，二者共同调节水液代谢。且在中医脏腑别通理论之中，肺与膀胱气化相通，肺病宜清利膀胱水，后用分利清浊，膀胱病宜清肺气为主，兼用吐法[19]，可见上焦之脏与下焦之腑在功能影响方面有着较强的关联关系。

在五脏相关理论中，肝脾有着较强的关联关系，在脏腑相关理论之中的肝脾胃三者关系密切。脾胃后天之本亦是人体气机升降的枢纽，其重要性不言而喻。肝与胃位置相邻经络相通，肝的功能异常会直接导致胃失和降，脾失健运。若相反，脾虚气血生化无源，或脾不统血，失血过多，均可导致肝血不足；脾气壅滞又可影响肝气不舒[20]。

肾和小肠在解剖位置上前后对应，阳虚命门火衰，不能温煦小肠，小肠失于泌别清浊，可引起遗溺。清代王清任基于解剖基础之上，认为小肠在气府元气的作用下，将进入小肠之食蒸化为粪，转入大肠。王清任记述：“小肠外、气府内，乃存元气之所。元气即火，火即元气，此火乃人生命之源。”按照王清任描述，小肠功能发挥需要下焦身重元气的作用，故小肠功能与肾阳密切相关[21]。

4 结论

本研究结果表明，基于红外热像脏腑定位定量技术的脏与脏、腑与腑以及脏与腑之间均存在的较好关联关系，以客观的实证数据验证了中医脏象学说中的相应内容，这为中医的整体观提供了客观依据，为深化中医脏象学说的研究提供了新的研究思路。

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